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解析开关电源设计方法

钜大LARGE  |  点击量:490次  |  2021年08月30日  

在线电源设计的第一步是含义电源需求,包括电压范围、输出电压和负载电流。可能的处理方法会得到自动评估,并将一、两个推荐方法呈现给用户。这也是设计者可能遇到麻烦的第一个地方:假如需求的表达不正确(例如,假如实际的输入电压范围高于或低于输入值),则不适合的处理方法也会显示。用户可以尝试多组需求,但非得对系统需求有清晰的概念。


当选定了稳压器处理方法后,就可以确定该电路的元器件。该工具会会显示元器件的号码。用户可以更改为一个预设的替代品,或输入一个定制元件。关于元器件值和所有关键的寄生参数值都有指挥。假如采用了与推荐值差异较大的定制元件,恐怕性能就会下降不少。


性能评估


一旦选定了电路元器件,就到了评估性能的时候了。一般来说,性能评估要看频率应和值(交织频率和相位裕度)、峰值电流和电压,以及热性能值(效率、结温柔元件温度)。尽管这些计算建基于模型,仿真结果与工作台数据还是匹配得很好的。


电气仿真与热仿真


电气仿真支持某些处理方法。这些仿真器会显示出逻辑图,用户可以进一步更改元器件,并在稳压电路上运行探测。现有的探测包括波德图、稳态、线路瞬态、负载瞬态和起动。(留意,波德图只能用于那些采用固定频率稳压器IC的电路。)为使在线探测更加有用,用户应仔细检查所有探测条件。输入电压和负载电流对每次探测都可能会变化,而默认值可能与用户的系统不相匹配。用户非得先估计出应得的结果,假如仿真结果与之不同,去找出原由。


热仿真可以用于许多方法。在线工具会用一个参考设计布局,评估在PCb板上实现的稳压电路。元器件和电路板温度的结果以全彩图象及表格显示。由于热仿真运行得较快(几分钟内就可以给出结果),精度自然比不上一个耗费数小时的详细CFD(计算流体动力)仿真结果。但是,温度估计一般在实际值的20°C内。这关于确定电路板或元器件的热点,戒备出现过热情况已经足够使用了。


探测原型


开关稳压器设计投产前的最后步骤是建立一个原型,用于工作台的探测。某些处理方法含有客户化设计的支持,其它方法则有参考设计板。在线工具有强大功能,或许你会由此萌生跳过此步骤的想法–千万不要这样!大多数设计的运行良好,但有些则要精心布局才能得到最佳性能。实际的元器件可能并不精确匹配仿真结果,特别是考虑它们的寄生效应后,实际性能(包括电路板布局效果)会与仿真结果略有差别。


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